Кондензациони гасни котао - монтажа, уградња, димњак

Шта је кондензациони гасни котао?

Плински кондензациони котлови добијају све већу популарност на тржишту јер су се показали као врло ефикасни уређаји. Кондензациони котлови имају прилично озбиљан фактор ефикасности. То је скоро 96%. Док у конвенционалним котловима ефикасност тешко достиже 85%. Кондензациони котлови су врло економични. Ови котлови су веома популарни у Европи, јер Европљани имају прилично акутно питање економичности потрошње горива. Упркос нешто вишим трошковима кондензационог котла у односу на конвенционални, кондензациони гасни грејни уређаји се прилично брзо исплате. Котлови ове врсте са поверењем гледају у будућност, јер је принцип њиховог рада данас најперспективнији.

Ко треба да изабере кондензациони котао за грејање?

Овај уређај ће ценити власници који показују бригу за животну средину и не заборављају на рационално коришћење сопствених средстава. Због обраде кондензата, котао у околину емитује минималну количину штетних материја, па је због тога један од еколошки најприхватљивијих грејача на тржишту водећих брендова.

Рационалност уређаја је у томе што су у стању да ефикасније користе енергију изгарањем горива, попут гаса или течног горива. Дизелски или гасни кондензациони котао, који се може купити у специјализованој служби, сакупља део топлоте од рециклираних гасова и користи је за загревање воде из повратног вода система грејања. Дакле, уређају је потребно мање горива за рад горионика и отвара ресурсе за уштеду.

Историја појаве кондензационог гасног котла

У далеким педесетим годинама први пут су почели да се појављују модели котлова кондензационог типа. Ови модели нису били савршени као данас и претрпели су бројне промене током своје еволуције. Па, већ у тим далеким годинама, котлови ове врсте показали су прилично озбиљне показатеље економичности горива. Овај важан фактор је и даље главни због којег су клима уређаји врло привлачни за купце.

Тих година коришћени су измењивачи топлоте од ливеног гвожђа или челика, што их је учинило краткотрајним. Под утицајем кондензата, котлови су брзо отказали због јаке корозије. Тек седамдесетих година нови материјали и технологије замењују ливено гвожђе од челика. Многи елементи котла, укључујући измењиваче топлоте, почели су да буду израђени од нерђајућег челика. Таква модернизација значајно је продужила век трајања кондензационог котла. Многи стручњаци се слажу да су котлови ове врсте у свом савременом облику поуздани, врло еколошки прихватљиви и по ефикасности врло ефикасни уређаји за грејање. Стручњаци такође верују да котлови за климатизацију имају врло обећавајућу будућност. У СССР-у су такође вршена истраживања у овом правцу, али ова технологија није добила озбиљнији развој.

Висока поузданост кондензационих котлова

У претходном одељку су укратко наведени главни захтеви за измењиваче топлоте за кондензационе котлове. Овде ћемо размотрити главне последице узимања у обзир ових захтева у дизајну котлова.

Материјали који се користе за измењивач топлоте

Хемијска формула дата горе у параграфу „принцип рада кондензационих котлова“ узела је у обзир само главне компоненте процеса сагоревања.Сада је време да се сетимо других компонената, пре свега азота који се налази у ваздуху и сумпорних једињења која су присутна у гориву. Као резултат учешћа ових елемената у процесу сагоревања, на њиховој основи се формирају киселине - сумпорне, сумпорне, азотне и азотне. Сходно томе, ове киселине су садржане у кондензату. Стога материјали који се користе за производњу измењивача топлоте кондензационог котла морају бити отпорни на кисело окружење. Најчешћи метали који се користе су легуре алуминијумског силиката (силумин) и висококвалитетни нерђајући челик.

Измењивачи топлоте из силумина израђују се ливењем са могућим накнадним глодањем. У производњи нерђајућег челика заварени су унапред обликовани делови. Због нижих трошкова материјала као таквог и јефтиније технологије израде готових калупа за ливење, измењивачи топлоте од силумина су обично нешто јефтинији, али имају знатно нижу дуготрајну отпорност на киселински кондензат.

Киселине хемијски не нападају измењиваче топлоте од одговарајућег нерђајућег челика. Као додатна последица употребе ових материјала добијамо повећање укупне поузданости производа, укључујући у односу на квалитет и врсту употребљеног носача топлоте.

Варијабилни и критични режими рада

Због чињенице да су измењивачи топлоте кондензационих котлова иницијално дизајнирани на основу широког опсега температура расхладне течности (нижа температура није ограничена) и високих вредности температурних напетости у камину измењивача топлоте, на излазу добијамо опрему који је отпоран на нагле промене режима рада и излаза различитих параметара (температуре, брзине протока расхладне течности, притисак) преко дозвољених граница. Без сумње, безбедносне компоненте опреме, електронске и механичке, обавезно омогућавају контролу над тим параметрима, али дизајн котлова пружа додатну гаранцију трајности инсталације.

Принцип рада кондензационог котла

Принцип рада кондензационог котла

Принцип по коме раде многи котлови за грејање врло је једноставан. Обухвата само једну акцију - сагоревање горива. Као што знате, када се гориво сагорева, ослобађа се одређена количина топлотне енергије. Уз помоћ измењивача топлоте топлотна енергија се преноси на носач топлоте, а затим уз помоћ циркулације улази у систем грејања. Циркулација се може извести присилно и гравитацијом. Велика већина савремених котлова користи присилну циркулацију расхладне течности.

У конвенционалном котлу, одређена количина топлотне енергије емитује се кроз цев за димњак. Ова топлота се може уклонити и поново користити. Једноставно, конвенционални котао делимично загрева атмосферу воденом паром, која настаје када се гас сагорева. Овде се крије најважнија карактеристика. Према принципу свог рада, кондензациони гасни котлови су у стању да складиште и поново усмеравају у систем грејања ту енергију паре, која у обичном котлу једноставно одлази у димњак. Читав трик котла кондензационог типа лежи у његовом измењивачу топлоте.

Кондензациони котао је усмерен на апсорпцију енергије која се ослобађа када се пара кондензује. Исту топлотну енергију апсорбује вода која долази у повратном воду и која претходно хлади пару до температуре тачке росе, ослобађајући тако топлотну енергију. Ова топлотна енергија се мора вратити у систем грејања, чиме се повећава ефикасност кондензационог котла.

Тренутно су сви измењивачи топлоте за кондензационе котлове направљени од антикорозивних материјала. Ту спадају силумин или нерђајући челик. За сакупљање кондензата у кондензационим котловима предвиђен је посебан контејнер.Вишак кондензата испушта се у канализациони систем.

Кондензат се сматра прилично нагризајућом течношћу. Због тога се у неким земљама кондензат мора неутралисати пре испуштања у одвод. За овај поступак постоје неутрализатори. Неутрализатор је врста посуде која се пуни посебним гранулама. Ове грануле могу садржати магнезијум или калцијум.

Кондензациони котао на гас

Висока ефикасност генератора топлоте кондензационог гаса обезбеђена је присуством додатног измењивача топлоте у његовом дизајну. Прва јединица за размену топлоте, стандардна за све котлове за грејање, преноси енергију изгорелог горива на носач топлоте. А други томе додаје и топлоту од поврата издувних гасова.

Кондензациони котлови раде на „плаво гориво“:

• главни (мешавина гаса са превлашћу метана);
• држач гаса или балон (смеша пропана са бутаном са превлашћу било прве, било друге компоненте).

Може се користити било која опција за гас. Главна ствар је да је горионик дизајниран за рад са једном или другом врстом горива.

Кондензациони гасни котлови су скупљи од конвенционалних модела конвекције, али их надмашују у погледу трошкова горива смањењем потрошње гаса за 20-30%

Кондензациони генератор топлоте показује најбољу ефикасност при сагоревању метана. Овде је смеша пропан-бутана нешто инфериорна. Штавише, што је већи удео пропана, то је боље.

У том погледу, „зимски“ гас за држач гаса даје мало већу ефикасност на излазу од „летњег“, јер је пропанска компонента у првом случају већа.

За разлику од кондензационог гасног котла у конвекционом котлу, део топлотне енергије одлази у димњак заједно са производима сагоревања. Према томе, за класичне дизајне ефикасност је око 90%. Можете га подићи више, али технички претешко.

Ово није економски оправдано. Али у кондензатима топлота добијена сагоревањем гаса користи се рационалније и потпуније, пошто се топлота ослобођена током обраде паре акумулира и преноси у систем грејања. На тај начин се расхладно средство додатно загрева, што омогућава смањење потрошње горива по 1 кВ примљене топлоте.

Уређај и принцип рада

По дизајну, кондензациони котао је у много чему сличан конвекционом аналогу са затвореном комором за сагоревање. Само изнутра је допуњен секундарним измењивачем топлоте и јединицом за рекуперацију.

Главне карактеристике кондензационог уређаја генератора топлоте су присуство другог измењивача топлоте и затворене коморе за сагоревање са вентилатором

Плински кондензациони котао састоји се од:

• затворене коморе за сагоревање са модулационим гориоником;
• примарни измењивач топлоте бр. 1;
• коморе за хлађење издувних гасова до + 56-57 0С (тачка росе);
• секундарни кондензациони измењивач топлоте # 2;
• димњак;
• вентилатор за довод ваздуха;
• резервоар за кондензат и дренажни систем.

Предметна опрема је готово увек опремљена уграђеном циркулационом пумпом за расхладно средство. Уобичајена верзија са природним протоком воде кроз грејне цеви овде је од мале користи. Ако у комплету нема пумпе, тада ће је свакако требати обезбедити приликом припреме пројекта цевовода котла.

Додатни проценти ефикасности за кондензациони котао настају као резултат загревања повратног вода хлађењем издувних гасова у димњаку

Кондензациони котлови у продаји су једнокружни и двокружни, као и у подним и зидним верзијама. По томе се не разликују од класичних конвекционих модела.

Принцип рада кондензационог гасног котла је следећи:

1. Загрејана вода прима главну топлоту у измењивачу топлоте бр. 1 од сагоревања гаса.
2. Затим расхладна течност пролази кроз круг грејања, хлади се и улази у секундарну јединицу за размену топлоте.
3. Као резултат кондензације производа сагоревања у измењивачу топлоте бр. 2, охлађена вода се загрева рекуперованом топлотом (штеди до 30% горива) и враћа се на број 1 у новом циркулацијском циклусу.

Да би се прецизно контролисала температура димних гасова, кондензациони котлови су увек опремљени модулационим гориоником снаге 20 до 100% и вентилатором за довод ваздуха.

Нијансе рада: кондензат и димњак

У конвекционом котлу, производи сагоревања природног гаса ЦО2, азотних оксида и паре хладе се само на 140–160 ° Ц. Ако их хладите испод, пропух у димњаку ће пасти, агресивни кондензат ће почети да се ствара и горионик ће се угасити.

Сви класични гасни генератори топлоте [/ сидро] настоје да избегну такав развој ситуације како би максимизирали безбедност рада, као и продужили век трајања своје опреме.

У кондензационом котлу температура гасова у димњаку осцилира око 40 ° Ц. С једне стране, ово смањује захтеве за топлотном отпорношћу материјала димњака, али с друге стране намеће ограничења за његов избор у погледу отпорности на киселине.

Издувни гасови из гасног котла током хлађења формирају агресиван, високо киселински кондензат који лако нагриза чак и челик

Измењивачи топлоте у кондензационим генераторима топлоте израђени су од:

• нерђајући челик;
• силумин (алуминијум са силицијумом).

Оба ова материјала имају побољшана својства отпорности на киселине. Ливено гвожђе и обични челик потпуно су неприкладни за кондензаторе.

Димњак за кондензациони котао сме бити уграђен само од нерђајућег челика или пластике отпорне на киселине. Цигла, гвожђе и други димњаци нису погодни за такву опрему.

Током рекуперације, кондензат се ствара у секундарном измењивачу топлоте, који је слаб кисели раствор и мора се уклонити из бојлера

При раду са кондензационим котлом снаге 35–40 кВ формира се око 4–6 литара кондензата. Поједностављено, излази око 0,14-0,15 литара по 1 кВ топлотне енергије.

У ствари, ово је слаба киселина, којој је забрањено испуштање у аутономни канализациони систем, јер ће уништити бактерије укључене у прераду отпада. Да, и пре него што се баци у централизовани систем, препоручује се прво разблаживање водом у омјеру до 25: 1. А онда га већ можете уклонити без страха да ћете уништити цев.

Ако је котао инсталиран у викендици са септичком јамом или ХОС, тада се кондензат прво мора неутралисати. У супротном, уништиће сву микрофлору у аутономном систему за пречишћавање.

"Неутрализатор" је направљен у облику контејнера са мермерним чиповима укупне тежине 20-40 кг. Пролазећи кроз мермер, кондензат из котла повећава пХ. Течност постаје неутрална или ниско алкална, више није опасна за бактерије у септичкој јами и за материјал саме јаме. Потребно је променити пунило у таквом неутрализатору сваких 4-6 месеци.

Одакле ефикасност долази изнад 100%?

Приликом указивања на ефикасност гасног котла, произвођачи узимају за основу индикатор најниже топлотне вредности гаса не узимајући у обзир топлоту која настаје током кондензације водене паре. У конвекционом генератору топлоте, овај, заједно са приближно 10% топлотне енергије, у потпуности одлази у димњак, стога се не узима у обзир.

Међутим, ако додате кондензациону секундарну топлоту и ону главну из изгорелог природног гаса, тада ће изаћи више од 100% ефикасности. Без превара, само мали трик у бројкама.

Приликом израчунавања ефикасности за највећу топлоту сагоревања за конвекциони котао она ће бити око 83-85%, а за кондензациони котао - око 95-97%

Заправо, „погрешна“ ефикасност изнад 100% произлази из жеље произвођача опреме за производњу топлоте да упореде упоређене показатеље.

Само што се у уређају за конвекцију „водена пара“ уопште не узима у обзир, али у уређају за кондензацију то мора бити узето у обзир. Отуда постоје мала одступања у логици основне физике која се предаје у школи.

Како одредити ефикасност кондензационог котла

Данас постоје нискотемпературни и традиционални системи грејања. Нискотемпературни системи укључују, рецимо, подно грејање. Уређаји за кондензацију се врло добро интегришу у ове системе грејања и показују резултате високе ефикасности у таквим системима. То је зато што ови системи грејања пружају врло добре услове за најбољу кондензацију. Ако правилно монтирате тандем из кондензационог котла плус топлог пода, онда у овом случају уопште не можете користити радијаторе. "Топли под" савршено ће се носити са задатком загревања собе, не горе од система који користи радијаторе. Све ово захваљујући високој ефикасности кондензационог котла.

Често се верује да кондензациони гасни котлови имају невероватну ефикасност, која чак прелази 100%. Наравно да није. Свуда познати закони физике делују и још их нико није отказао. Стога такве изјаве произвођача нису ништа друго до маркетинг.

Ако се, међутим, са свим објективностима приступи питању процене ефикасности кондензациони гасни котао, онда имамо негде око 95% ефикасности. Овај индикатор у великој мери зависи од услова употребе ове опреме. Такође, ефикасност се може повећати коришћењем аутоматике која зависи од временских услова. Помоћу ове опреме могуће је постићи диференцирану контролу котла на основу просечне дневне температуре.

Распоред главних јединица кондензационог котла

Са структурне тачке гледишта, кондензациони котао није много, али се ипак разликује од конвенционалног гасног котла. Његови главни елементи су:

• комора за сагоревање опремљена гориоником, системом за довод горива и дуваљком ваздуха;
• измењивач топлоте бр. 1 (примарни измењивач топлоте);
• комора за накнадно хлађење мешавине паре и гаса до температуре што је могуће ближе 56-57 ° Ц;
• измењивач топлоте бр. 2 (кондензациони измењивач топлоте);
• резервоар за сакупљање кондензата;
• димњак за уклањање хладних димних гасова;
• пумпа која циркулише воду у систему.

1. Димњак. 2. Проширење резервоар.

3. Површине за пренос топлоте. 4. Модулациони горионик.

5. Вентилатор горионика. 6. Пумпа. 7. Контролна табла.

У примарном измењивачу топлоте, заједно са комором за сагоревање, настали гасови се хладе до температуре знатно веће од тачке росе (у ствари, тако изгледају конвенционални конвекциони котлови на гас). Затим се смеша димних гасова насилно усмерава на кондензациони измењивач топлоте, где се даље хлади на температуру испод тачке росе, тј. Испод 56 ° Ц. У овом случају, водена пара се кондензује на зидовима измењивача топлоте, „одустајући од потоњег“. Кондензат се сакупља у посебном резервоару, одакле тече низ одводну цев у канализацију.

Вода која делује као носач топлоте креће се у смеру супротном кретању мешавине паре и гаса. Хладна вода (повратна вода из система грејања) се претходно загреје у кондензационом измењивачу топлоте. Затим улази у примарни измењивач топлоте где се загрева на вишу температуру коју је одредио корисник.

Кондензат - авај, није чиста вода, како многи верују, већ мешавина разређених неорганских киселина. Концентрација киселина у кондензату је ниска, али узимајући у обзир чињеницу да је температура у систему увек висока, може се сматрати агресивном течношћу.Због тога се у производњи таквих котлова (и првенствено кондензационих измењивача топлоте) користе материјали отпорни на киселине - нерђајући челик или силумин (легура алуминијум-силицијум). Измењивач топлоте, по правилу, је изливен, пошто су заварени шавови рањиво место - тамо прво започиње процес корозијског уништавања материјала.

Пара се мора кондензовати на кондензационом измењивачу топлоте. Све што је даље прошло у димњак, с једне стране, губи се за грејање, с друге стране, деструктивно делује на материјал димњака. Из потоњег разлога је димњак направљен од нерђајућег челика или пластике отпорног на киселине, а његови водоравни делови имају благи нагиб тако да је вода настала током кондензације малих количина паре, која је ипак доспела у димњак, се одводи назад у котао. Треба имати на уму да су димни гасови који напуштају кондензатор веома охлађени, а све што се није кондензовало у котлу сигурно ће се кондензовати у димњаку.

У различито доба дана потребна је различита количина топлоте из котла за грејање, која се може регулисати помоћу горионика. Горионик за кондензациони котао може бити или модулирајући, тј. са могућношћу глатке промене снаге током рада или не-симулиране - са фиксном снагом. У другом случају, котао се прилагођава захтевима власника променом фреквенције укључивања горионика. Већина модерних котлова дизајнираних за грејање приватних кућа опремљени су симулираним пламеницима.

Дакле, надамо се да сте добили општу представу о томе шта је кондензациони котао, како ради и како ради. Међутим, највероватније, ове информације неће бити довољне да бисте разумели да ли вам се исплати лично купити такву опрему. Да бисмо вам помогли да донесете ову или ону одлуку, рећи ћемо вам о свим предностима и недостацима, предностима и недостацима кондензационог котла, упоређујући га са традиционалним конвекционим котлом.

Димњак

Уклањање издувних гасова и довод ваздуха у комору за сагоревање у кондензационом котлу врши се присилно, пошто котлови ове врсте имају затворену комору за сагоревање. Кондензатори су прилично сигурни јер им није потребан традиционални димњак. Котлови ове врсте користе коаксијални или двоцевни димоводни систем. Ови системи су направљени од пластике, јер резервоар за кондензацију има занемарљиву температуру димних гасова. Употреба јефтиних материјала у производњи система за уклањање дима може значајно смањити трошкове котла.

Принцип рада

Ова јединица је дизајнирана на основу конвенционалног (конвекционог) генератора топлоте. Носилац енергије за обе врсте котлова је природни или течни гас.

Принцип рада конвекционог котла је изузетно једноставан. Гориво, сагоревајући, кроз измењивач топлоте преноси енергију на расхладно средство (најчешће обичну воду). Загрејана вода циркулише кроз систем грејања, загревајући дом.

Производи сагоревања са температуром од 140–150 ° Ц, који се састоје од угљен-диоксида и водене паре, уклањају се кроз димњак. Као резултат, ефикасност овог генератора топлоте креће се од 90 до 93%, а преосталих 7-10% неискоришћене енергије одлази у атмосферу.

Важно је! На температури димних гасова испод 140 ° Ц, на зидовима димњака настаје кондензација, која када уђе у котао негативно утиче на металне компоненте смањујући трајност саме јединице.

Разлике у раду конвенционалних и кондензационих котлова
У кондензационом котлу производи сагоревања, пролазећи кроз главни измењивач топлоте, улазе у комору за накнадно хлађење са секундарним (кондензационим) измењивачем топлоте, кроз који тече охлађена вода (повратни ток). Пролазећи кроз овај измењивач топлоте, гасови се хладе.На температурама испод 56 ° Ц (тачка росе - температура кондензације паре), водена пара се претвара у кондензацију. Топлотна енергија ослобођена у овом случају користи се за предгревање „повратка“. Температура гасова који улазе у атмосферу кроз димњак смањена је на 40–60 ° Ц.

Тако благо загрејана вода улази у главни измењивач топлоте. Као резултат, котао треба да потроши мање горива да би загрејао расхладну течност до потребне вредности.

Произвођачи тврде да ефикасност ових јединица достиже 104-108%. Са становишта физике, ово је немогуће. Ово значење је произвољно и представља маркетиншки трик. У овом случају, енергија ослобођена током сагоревања горива узима се као 100% ефикасност.

Шема формирања ефикасности у гасним котловима.

Неискоришћена енергија одузима се из конвекционог (конвенционалног) котла у облику топлих димних гасова који излазе кроз димњак (6–8%) и губитака топлотног зрачења (1–2%). Резултат је ефикасност од 90–94%.

При израчунавању ефикасности кондензационих котлова, 11% топлоте која се ослобађа током кондензације воде додаје се на 100%. Губитак топлоте је 1-5% неискоришћене топлоте током кондензације и 1-2% кроз топлотну изолацију. Отуда се појављује ефикасност већа од 100% коју оглашава произвођач.

Важно је! Са објективним прорачунима, ефикасност конвекционих котлова је 83–87%, кондензовања (под идеалним радним условима) - 95–97%.

Максимална ефикасност конвекционог котла постиже се када ради у режиму високе температуре 80–75 / 60, где је прва цифра температура расхладне течности која напушта јединицу, друга је улазак у њу (повратни проток). Са смањењем другог параметра, у котлу се формира кондензат, што негативно утиче на функционисање и трајност апарата.

За кондензационе котлове најприкладније подешавање ниске температуре је 50/30.

Идеални услови за употребу кондензационих котлова је температура поврата која не прелази 35 ° Ц. Тачно тада:

• Настаје највећа количина кондензата;
• Дешава се максимално примарно загревање расхладне течности;
• Економичност горива достиже 30–35%.

То је могуће када инсталирате систем грејања са "топлим подовима".

Када користите радијаторе у систему грејања у јаким мразима, температура расхладне течности мора се повећати. Ако котао добије „поврат“ изнад 60 ° Ц, кондензат се неће произвести. У овом случају, јединица ради у режиму конвенционалног конвекционог котла са ефикасношћу која није већа од 90%. Уштеда горива смањена је до 5%.

Видео: како ради кондензациони котао

Упоредна табела различитих врста котлова

Да ли треба да купим кондензациони котао?

Попут традиционалних котлова на гас, постоји неколико врста кондензатора:

1. Прва врста су подни котлови. "Наполники" имају већу снагу, која понекад достиже 320 кВ и више.
2. Други тип су зидни котлови чија је снага до 120 кВ.

Ако постане неопходно повећати капацитет, тада се неколико котлова за грејање могу комбиновати у један грозд. Кондензационе плинске јединице имају различиту намену, па су стога двокружне или једнокружне. Поред грејања, двокружни кондензациони котлови ангажовани су и на припреми топле воде, док су једнокружни кондензациони котлови ангажовани само на грејању просторија.

Котлови ове врсте имају врло високе перформансе, који у потпуности испуњавају све најозбиљније захтеве које намећу надлежни органи за грејне котлове. Кондензациони котлови су веома популарни у одмаралиштима, кућама за одмор и другим туристичким дестинацијама. Све се тиче ефикасности и одрживости.

Кондензациони гасни котао има много мање штетних емисија, готово 10 пута мање од конвенционалног гасног котла.

Предности кондензационих котлова

• Веома компактан;
• Лагане су;
• Котлови ове врсте су високо ефикасни;
• Кондензатори имају прилично дубоку модулацију;
• Опремљен јефтиним системом за одвођење дима;
• Котлови ове врсте имају врло добре еколошке перформансе и не загађују животну средину;
• Ови котлови практично немају вибрације;
• Ниска бука, а ово својство их чини врло удобним за употребу;
• Кондензациони котлови су врло економични. Економија горива понекад износи и до 40%, што ће у великој мери одушевити потенцијалне купце.